354-0080/02 – Navrhování mechatronických systémů (NMS)

Garantující katedraKatedra robotikyKredity4
Garant předmětuFiktivní UživatelGarant verze předmětuprof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník6Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1999/2000Rok zrušení2006/2007
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SKA60 prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

V předmětu se posluchači seznámí s metodikou návrhu mechatronických zařízení a aplikací teoretických metod návrhu na příkladech mechatronických systémů. S počítačovou podporou je prováděna na vybraných příkladech mechatronických systémů analýza technologických požadavků, funkční analýza stroje, principiální řešení jednotlivých funkčních skupin, kinematická a dynamická analýza a syntéza mechanismu, analýza vlastností a syntéza pohonného subsystému, analýza vlastností řízeného subsystému pro momentové řízení. Pro počítačovou podporu inovací (CAI) je použit systém TechOptimizer, jako CAD systém je použit Pro/Engineer a jako simulační systém Working Model 3D.

Povinná literatura:

Skařupa, J. Metodika konstruování. VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1993, str. 158, ISBN 80 - 7078 - 167 - X. Skařupa, J. Metodika konstruování (konstrukční cvičení). VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1994, str. , ISBN . Skařupa, J. Příručka uživatele. (Tvůrčí techniky - analýza a syntéza.) Katedra robototechniky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. . Skařupa, J. Inovační postupy (Metodická příručka). Katedra robototechniky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. . Hubka, V. Konstrukční nauka. Heurista, Zůrich, Švýcarsko, 1995, str. 105, ISBN 80 - 901135 - 0 - 8. Andreasen, M. M. - Hein, L. Integrated Product Development. Springer - Verlag Berlin, 1987, str. 205, ISBN 3 - 540 - 16679 - 3. Ottosson, S. Erfolg mit Innovation. Onix, Švédsko, 1989, str. 261. Devojno, I., G., Bušov, B., Švejda, P. Tvorba a řešení inovačních zadání. Asociace inovačního podnikání ČR, Praha, 1997, str. 214. ISBN 80 - 238 - 1573 - 3. TechOptimizer 3.0 - Software Manual. Invention Machine Corporation, Boston, USA, 1997-1998, str. 312. Bušov, B.: TRIZ - Tvorba a řešení inovačních zadání a znalostní systém Invention Machine - IM. Technický týdeník 32/33/34/35/1999. Tomkinson, D. - Horne, J. Mechatronics Engineering. McGraw - Hill, New York, 1995, str. 201, ISBN 0 - 07 - 065099 - 3. Valášek, M. aj. Mechatronika. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha, 1995, str. 153, ISBN80 - 01 - 01276 - X. Beneš, P. - Valášek, M. Metody tvůrčí práce. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha, 1995, str. 105. Mostýn, V. Mechatronika. Ostrava: skriptum FS VŠB-TUO, 2000. Čermák, T. Elektrické pohony. Ostrava: skriptum FE VŠB TUO, 1987 Brát, V. Maticové metody v analýze a syntéze prostorových vázaných mechanických systémů. ACADEMIA, Praha 1981 Malec, Z. Servomechanismy pro robotiku. 1.vyd.. Skripta VUT Brno, 1986 Frolov,K.V.- Voroběv,E.I. Mechanika promyšlennych robotov. Kinematika i dinamika. Moskva, 1988 Craig, J. J. Introduction to Robotics. Addison-Wesley Publ.Co., 1986 http://www.triz-journal.com/ http://www.invention-machine.com/products/demo_tech/

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

01 Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů. Nástroje navrhování mechatronických systémů. Metody podpory inovací (CAI), využití CAD systémů Cvičení: Seznámení s programem cvičení, pracovními postupy, požadavky k zápočtu, literatura, práce s počítači v rozsahu předmětu - zásady. Představení možností simulace mechatronických systémů pomocí dostupného programového vybavení 02 Analýza technologických požadavků na mechatronický systém (funkce, rozsah pohybu, dynamická charakteristika pohybu, manipulované hmotnosti, vyvíjené síly, momenty) Cvičení: Definice funkcí montážního manipulačního systému 03 Funkční analýza stroje, hodnotová analýza funkcí systému, metody počítačové podpory inovací CAI, systém TechOptimizer Cvičení: Základy práce se systémem TechOptimizer, sestavení grafu funkcí mechatronického systému 04 Interakce mezi jednotlivými subsystémy, sestavení matice interakcí v systému TechOptimizer Cvičení: Sestavení matice interakcí manipulačního systému Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – analýza funkcí. Zadání programu č. 1. 05 Principiální řešení jednotlivých funkčních skupin, práce s databází teorémů, zákonů a jevů, moduly Effects, Principles a Prediction Cvičení: Variantní řešení funkčních skupin manipulačního zařízení 06 Funkčně nákladová analýza (FNA) – počítačová podpora TechOptimizer: komponenty, struktura, funkce, parametry, diagnóza, správný výběr zadání a správná formulace zadání. Analýza komponent a struktury, analýza funkcí a parametrů. Cvičení: Procvičování metod řešení technických problémů – transformacemi, standardy a efekty. Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – postupy trimmingu. Test č.1: 07 Nové metody počítačové podpory konstruování (CAD), „behavior modeling“ Cvičení: Stanovení kinematické struktury montážního manipulačního zařízení, modelovaní prvků zařízení (Pro/Engineer) 08 Metody kinematické analýzy mechanismů, využití CAD systému Pro/Engineer, Pro/Mechanica pro kinematickou analýzu Cvičení: Kinematická analýza manipulačního zařízení (Pro/Mechanica). Hodnocení P1. Zadání programu č. 2 09 Metody kinematické analýzy mechanismů, využití simulačního systému Working Model 3D pro kinematickou analýzu Cvičení: Kinematická analýza manipulačního zařízení (Working Model 3D) 10 Metody dynamické analýzy mechanismů, využití CAD systému Pro/Engineer, Pro/Mechanica, Working Model 3D pro dynamickou analýzu Cvičení: Dynamická analýza manipulačního zařízení, stanovení průběhu zobecněných sil, (Pro/Mechanica) 11 Metody dynamické analýzy mechanismů, řešení kontaktů a kolizí mechanického subsystému v systému Working Model 3D Cvičení: Dynamická analýza manipulačního zařízení, kontakt a kolize s manipulovaným objektem 12 Metody napěťové analýzy mechanismů (Pro/Mechanica) Cvičení: Napěťová analýza prvků manipulačního zařízení 13 Metodika dimenzování pohonů, matematický model pohonného subsystému, metody modelování pohonů, simulace dynamického chování pohonného subsystému Cvičení: Modelování pohonů – ss motor, asynchronní motor (Pro/Mechanica, Matlab) 14 Model dynamiky mechanismu jako řízené soustavy, principy momentového řízení, vliv nastavení regulátorů na chování systému, možnosti simulace Cvičení: Stanovení parametrů „modelové“ části regulátoru (MathCAD, Matlab) 15 Metody modelování mechatronického systému jako celku, možnosti simulace chování, možnosti optimalizace mechatronického systému Cvičení: Odevzdání programu č.1 a 2. Obhajoba programů. Diskuse. Zápočet. Připomínky a návrhy k výuce ze strany posluchačů.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2005/2006 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 6 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 6 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 6 povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 6 povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 6 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku